可燃冰最新论文文献

您好：“可燃冰”：未来的洁净能源当人们提到能源时，浮现在脑海中的常常是燃烧的火焰，而绝不会是冰块。火与冰本来是两种相反的物质形态。但是越来越多的科学家相信，未来洁净能源的最大一部分也许蕴藏在海底，以冰冷的能够燃烧的冰状晶体形式存在。 “可燃冰”及其基本特征所谓“可燃冰”，实际上是一种天然气水合物的新型矿物，它是在低温、高压条件下，由碳氢化合物气体与水分子组成的一种类冰结晶化合物的固体物质。透明无色的“可燃冰”外形似冰，能够燃烧。其分子结构就像一个一个的“笼子”，由若干水分子组成的每个“笼子”里面“关”着一个天然气分子（主要成分为甲烷）。关进“笼子”的分子除了甲烷外，还可以是二氧化碳、氮气、硫化氢等小分子的气体，它们被统称为气水化合物。据估计，的陆地和大洋底90%的地区，具有形成天然气水合物的有利条件。绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，其资源量是陆地上的100倍以上。作为一种新型的能源矿产，“可燃冰”具有如下的特征：1.“可燃冰”能量密度高。每立方米的固体水合物，可释放164立方米的甲烷气体，其能量密度是普通天然气的2～5倍。2.“可燃冰”杂质少，无污染。燃烧后几乎不会产生有害污染物质，尤其是生成的致癌物质二氧化硫要比燃烧原油或煤低两个数量级，是一种新型的清洁能源。3.“可燃冰”形成条件复杂。需要低于10℃的温度和大于100个大气压的压力等环境条件。能够满足上述条件的区域只有两种情况：一是陆地上的高纬度永冻区，另一种是水深大于300～500米的海洋中在海底之下0～1500米之间的孔隙地层。另外，一些天文学家指出，在巨大的地外天体及其卫星中，“可燃冰”也是重要的化合物。4.“可燃冰”分布广、资源丰富。科学家的评价结果表明，“可燃冰”在世界各大洋中均有分布，仅海底区域分布面积就达4000万平方公里，占海洋总面积的1/4，是迄今为止海底最具价值的矿产资源。科学家推测，全球海底天然气水合物的甲烷资源量是迄今地球上所有已知的煤、石油及天然气矿床的甲烷当量的两倍。5.“可燃冰”矿层厚、规模大。目前，世界上已发现的“可燃冰”分布区多达60处，矿层最厚可达数百米。科学家指出，凡是以往用天然气生产的化肥、化纤等物品，都完全可以使用“可燃冰”制造。由此可见，在石油之后，“可燃冰”有望成为人类的又一支柱能源。 “可燃冰”研究的历史和现状从60年代开始，西方工业化国家一直在“可燃冰”的研究领域捷足先登。前苏联、美国、日本等国家，都非常重视“可燃冰”的研究和地质调查工作。美国和日本已经提出，计划在2010年实现对“可燃冰”的大规模商业开采。 开发利用“可燃冰”的利弊天然气水合物埋藏于海底的岩石中，与石油、天然气相比，它不易开采和运输，至今仍没有完美的开采方案。首先是开采这种水合物会给生态带来一系列严重问题。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。同时，陆缘海边的天然气水合物开采起来十分困难，目前还没有成熟的勘探和开发的技术方法，一旦出了井喷事故，就会造成海水汽化，发生海啸。另外，天然气水合物也可能是引起地质灾害的主要因素之一。美国地质调查所的调查表明，天然气水合物能导致大陆斜坡上发生滑坡，这对各种海底设施是一种极大的威胁。最近，日本等国在开采天然“可燃冰”的试验上获得了成功。开采试验是在加拿大西北部进行的。有关专家认为，这次日本等国的试验成功，必将大大加快天然“可燃冰”进入人类现代生活的进程。日本经济产业省发布信息说，在今后的10年中，要开发出实用技术，将其运用于日本近海海底的“可燃冰”开采。 我国“可燃冰”研究现状我国在天然气水合物方面的研究还处于刚刚起步的阶段。鉴于天然气水合物具有重要的资源和环境意义，且我国在这方面研究的相对滞后，在我国开展海底天然气水合物的研究，特别是圈定我国海域天然气水合物资源的远景区、探明其资源量、监测和评估天然气水合物对海洋环境和海底工程的影响、预测灾害趋势以及研究并建立我国海底天然气水合物资源勘探开发的高新技术体系，已成为我国资源和环境研究领域的当务之急。根据显示标志在地震勘测线上出现的范围，大致可圈出天然气水合物的分布面积为8000多平方公里，这一区域地球化学异常也有重要显示，表明这一区域内天然气水合物有相当大的资源前景。另外，在我国的东海陆坡海域也有类似重大发现。专家认为，这些发现对我国的社会发展和经济建设有重要意义。目前，我国已经开始将“可燃冰”研究列为国家研究开发计划，进行资源勘察、开采和运输的研究。2002年3月，我国科学家首次在模拟实验室中合成了“可燃冰”，并成功地点燃了提取出的气体。由于各海域地质条件不同，所存在的天然气水合物的成分和形成机制也有所不同，实验室研究结果将为技术勘察和资源评价提供依据。希望对您的学习有帮助【满意请采纳】O(∩_∩)O谢谢欢迎追问O(∩_∩)O~ 祝学习进步~

6600万年前，一颗小行星撞向了尤卡坦半岛引发了全球剧震，滔天巨浪涌向了全球海岸线。岩浆不断从各处火山口涌了出来，超级火山更是断断续续地喷了接近100万年才将小行星撞击的能量卸掉。

火山带出的巨量尘埃弥漫在大气层之中，阳光难以穿透。地球上的植物作为食物链的第一块多米诺骨牌失去了太阳能源，无法进行光合作用纷纷枯萎，稳定的生态就此崩塌，恐龙的时代宣告结束。

当一切恢复平静，阳光穿透阴霾，植物逐渐复苏，食物也逐渐充盈。幸存下来的生物们开始重建生态秩序，纷纷争夺恐龙空出的生态位。

当初被恐龙按在脚下的哺乳动物（祖先）被撵到了逼仄、恶劣的生态位上。由于更能适应恶劣的环境，相对于恐龙，小行星引发的一系列灾难对哺乳动物的影响较小，因此哺乳动物率先崛起。然而号角刚刚吹响，环境就跟它们开了一个玩笑。

从6600万年前开始，地球似乎被某种力量控制着，温度不断攀升，主导着地球生物的演化方向。哺乳动物为恒温动物，凭借着适应能力强的先发优势，暂时还能碾压全场，然而蜥形纲后裔中的一股势力正悄然复苏。

如果说哺乳动物的演化方向是不断增强散热能力对抗高温，那冷血（变温）动物则如鱼得水。因为 哺乳动物需要不断消耗能量，保持温度恒定 。而 变温动物的体温与环境同升同降 ，越热相当于从环境中获得的能量越多，气温高意味着体温高，体温高则意味着生长代谢越旺盛。

随着地球气温攀升，重达1吨，长达15米的泰坦蟒横空出世，带领着堪比大型越野车尺寸的煤龟、冥河鳄、森林鳄反超哺乳动物率先登上了恐龙遗留下来的王位。高温下，哺乳动物再次被清洗， 一吹就凉的小体型物种 幸存了下来，继续跌回了原本的生态位。

然而那股神秘的力量并没有停下来，继续推高气温，到了最后连泰坦巨蟒也受不了。由于体型太大，内部一旦积热，没有主动的散热机制，依靠物理散热难以散出。

更关键的是5500万年前，地球气温突然沸腾了。是的！就是沸腾了，如果说前期的升温是一锅刚架在火上烧的水，那么5500万年前就是水开了。

当时 全球平均温度瞬间提升了5-8度 ，即使是最凉快的北冰洋地区，平均温度都瞬间提升了3度，然而气温又瞬间骤降回到原点。

这个过程就像是地球发了一次高烧，很快又退烧了，史称 古新世-始新世极热事件 。这次事件后，塔尖的物种们又都死了，哺乳动物又出来了。再过了5000多万年就有了人类，但 最近那股神秘的力量似乎又要被唤醒了。

对于这股神秘力量，科学家们一开始也是直挠头，比较靠谱的猜测是超级火山突然狂喷，抛洒出巨量的岩浆，同时带出大量温室气体，但该假说解释不了升温之后的骤降，因为温室气体具有保温效果，温度应该是缓慢下降。

近几年来，科学家终于找到了这股“神秘力量”。悲催的是 我们之所以确认是它，就是因为它又要开始启动了！

它主要存在于深海、湖泊、冰川、永冻土之下，名为“ 可燃冰 ”是一种甲烷水合物，主要由水分子与甲烷分子构成。 甲烷是一种温室气体，变暖能力是二氧化碳的80倍。

科学家认识可燃冰的 历史 非常悠久，不过在20世纪之前，并没有太多人将可燃冰与极热联系起来。因为在原本的印象中，可燃冰较为稳定都静静地蛰伏在海底、冰川之下。

不过，近年来随着全球变暖加剧，科学家发现永冻土不断融化，甲烷排放量正在快速增加。《自然》曾有多篇“悲观”的论文将可燃冰的爆发称之为“ 甲烷炸弹 ”，并描述了北极及周边蕴藏着大量容易爆发的可燃冰，只需要 全球平均温度提升两度，这个潘多拉魔盒将被打开 ，犹如5500万年前的极热事件。

早先科学家发现西伯利亚北部上空的甲烷浓度正在不断增加，但 按照当时的速度，即使到了2100年，它对全球变暖的“贡献”最多也就是提升约度。因此《巴黎协定》的目标是将平均温度上升压制在2度，尽可能地控制在度 。

不过，科学家发现 从2020年6月开始，西伯利亚地台边缘地区的甲烷扩散得到处都是 ，浓度正飞速增加。这是由极端热浪造成的，这种热浪加拿大西部等地刚经历过。科学家查阅了1979年-2000年的 历史 记录后发现，西伯利亚的极端热浪将永冻土地区的温度波动推升了6度，意味着我们再也不能用“温和”的升温机制来考虑可燃冰的稳定性。

目前，西伯利亚北部的甲烷排放只是冰山一角，但其作用是“利滚利”的效果。 随着大气中甲烷增加，全球变暖会加剧，促使更多可燃冰融化，继续向大气泵入更多甲烷， 更多的甲烷继续加剧全球变暖，只有当所有可燃冰宣泄完毕这股力量才会停止推动气温升高，但可燃冰的量实在太大了。

举个例子：单单是西伯利亚东部的北极大陆架下就蕴藏了 万亿吨 被冰封的甲烷。这些甲烷全排到大气所产生的温室效果， 如果按照目前的全球碳排放速度（2014年碳排放量为基准）需要人类持续排放万年。 反过来，如果“甲烷炸弹”一旦爆发，这个需要 上万年才能累积够的能量会瞬间爆发 ，这种威力并非从1加到万那么简单，就像煤气罐点火炒菜是一回事，直接爆炸则是另一回事。

因为甲烷是一种可燃气体，易燃烧、氧化成二氧化碳和水分子，所以它来得快去得也快，于是才有了极热事件骤升骤降的效果。 当甲烷炸弹启动时，人类的力量是无法逆转的 。目前对付它的办法就是 控制温度 ，让它无法启动。除此之外，甲烷是一种清洁能源。我们可以提高可燃冰的开采技术， 大力开发可燃冰 ，用它代替其他相对不容易爆发的能源，从而逐步蚕食这个“ 未来炸弹 ”就像“炒菜”时那样使用它，即使将来它要炸了，威力也会小一些。

我国在应对全球变暖上一直走在世界前列，无论是改造沙漠，还是新能源以及碳达峰、碳中和、碳交易等策略，同时 我国的可燃冰开采技术处于世界第一 。 相对于“甲烷炸弹”，或许“温水煮青蛙”的方式，人类更容易幸存下来。

#全球变暖#

可燃冰全称甲烷气水包合物（Methane clathrate），也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现，但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下，甚至地球大陆上也有可燃冰的存在，其蕴藏量也较为丰富。

天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。 天然气水合物天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。它可用mCH4·nH2O来表示，m代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。